2012 AMC 10A Problema 24

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Todos los problemas se usan con el permiso legal oficial de la Mathematical Association of America (MAA).

24.

Sean a,a, b,b, y cc enteros positivos con a≥b≥ca\ge b\ge c tales que a2−b2−c2+ab=2011a^2-b^2-c^2+ab=2011 y a2+3b2+3c2−3ab−2ac−2bca^2+3b^2+3c^2-3ab-2ac-2bc=−1997.=-1997. ¿Cuánto vale aa?
Let a,a, b,b, and cc be positive integers with a≥b≥ca\ge b\ge c such that a2−b2−c2+ab=2011a^2-b^2-c^2+ab=2011 and a2+3b2+3c2−3ab−2ac−2bca^2+3b^2+3c^2-3ab-2ac-2bc=−1997.=-1997. What is a?a?
249249
250250
251251
252252
253253
Respuesta: E
Conceptos:manipulación algebraicaEcuación diofánticaanálisis por casos
Nivel de dificultad: 2350
Pista pequeña:
Primero suma las dos ecuaciones.
Add the two equations first
Pista grande:
Las tres diferencias al cuadrado deben ser 9,4,19,4,1 en algún orden.
The three squared differences must be 9,4,19,4,1 in some order
Solución:
Sumar las ecuaciones nos da 2(a2+b2+c2)−2(ab+ac+bc) 2(a^2 + b^2 + c^2) - 2(ab + ac + bc) =14. = 14.
Podemos agrupar términos y factorizar esto para obtener (a−b)2+(a−c)2+(b−c)2 (a - b)^2 + (a - c)^2 + (b - c)^2 =14. = 14.
Observa que cada término del lado izquierdo es un cuadrado entero no negativo. La única terna de cuadrados que suma 1414 es 9,4,9, 4, y 1.1.
Tenemos que a−ca - c es la mayor diferencia entre los tres pares. Por lo tanto, a−c=3.a - c = 3.
No podemos discernir cuál de los otros términos corresponde a cada cuadrado. Probemos a−b=1a - b = 1 y b−c=2.b - c = 2.
Sustituir estos valores en la primera ecuación nos da a2−(a−1)2−(a−3)2 a^2 - (a - 1)^2 - (a - 3)^2 +a(a−1)=2011. + a(a - 1) = 2011. Al simplificar se obtiene 7a=2021.7a = 2021. Como 20212021 no es divisible por 7,7, tenemos que a−b=2a - b = 2 y b−c=1.b - c = 1.
En el otro caso, b=a−2b=a-2 y c=a−3.c=a-3. La primera ecuación se convierte en a2−(a−2)2−(a−3)2+a(a−2)=2011,\begin{aligned} a^2-(a-2)^2-(a-3)^2\\ {}+a(a-2)&=2011, \end{aligned} es decir, 8a−13=2011.8a-13=2011. De ahí que a=253.a=253.
Por lo tanto, E es la respuesta correcta.
Adding together the equations gives us 2(a2+b2+c2)−2(ab+ac+bc) 2(a^2 + b^2 + c^2) - 2(ab + ac + bc)=14. = 14.
We can group terms and factor this to get (a−b)2+(a−c)2+(b−c)2 (a - b)^2 + (a - c)^2 + (b - c)^2=14. = 14.
Note that every term on the left hand side is a nonnegative square integer. The only triple of squares that add to 1414 is 9,4,9, 4, and 1.1.
We have that a−ca - c is the biggest difference among the three pairs. Therefore, a−c=3.a - c = 3.
We cannot discern which of the other terms we can match with the other squares. Let us try a−b=1a - b = 1 and b−c=2.b - c = 2.
Plugging in these values into the first equation gives us a2−(a−1)2−(a−3)2 a^2 - (a - 1)^2 - (a - 3)^2 +a(a−1)=2011. + a(a - 1) = 2011. Simplifying yields 7a=2021.7a = 2021. Since 20212021 is not divisible by 7,7, we have that a−b=2a - b = 2 and b−c=1.b - c = 1.
In the other case, b=a−2b=a-2 and c=a−3.c=a-3. The first equation becomes a2−(a−2)2−(a−3)2+a(a−2)=2011,\begin{aligned} a^2-(a-2)^2-(a-3)^2\\ {}+a(a-2)&=2011, \end{aligned} or 8a−13=2011.8a-13=2011. Hence a=253.a=253.
Thus, E is the correct answer.
Problema 23#23
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